【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 12 1314 23 1415 34 1516 45 1617 56 1718 67 1819 78 1920 89 2021 910 2122 1011 2223 1112 2324 ⑴居民最高日生活用水量 Q1 ： Q1=qNf 其中： Q1― — 城市最高綜合生活用水， m３ ／ d； q――最高日生活用水量定額，Ｌ／（ ）； 吉林化工學(xué)院給水排水工程 10 級(jí)管道工程課程設(shè)計(jì) 7 Ｎ――城市設(shè)計(jì)年限內(nèi)計(jì)劃用水人口數(shù)； f――城市自來(lái)水 普及率，采用 f=100% 所以： Ⅰ區(qū)： Q1 ＝ 370 8 104 100%/1000＝ 104 m3/d Ⅱ區(qū)： Q1=240 9 104 100%/1000= 104 m3/d ⑵工業(yè)企業(yè)的生活用水量 Q2=∑ n Ni qi/1000 其中： Q2― — 工業(yè)企業(yè)職工生活用水， m3/d； n――每日班制 Ni――工業(yè)企業(yè)每班職工人口數(shù)； qi――職工生活用水量定額，Ｌ／（ ）； 一般車(chē)間取 25Ｌ／（ ），高溫車(chē)間取 35Ｌ／（ ） 所以： 職工生活用水量： Ⅰ區(qū) ： Q2=（ 1200 60% 35+1200 25 40%+1200 70%25+1200 30% 35） /1000= m3/d Ⅱ區(qū) : Q2=(1800 70% 35+1800 30% 25) /1000= m3/d ⑶職工淋浴用水量 Q3=∑ n Ni qi/1000 其中： Q3― — 工業(yè)企業(yè)職工淋浴用水， m3/d； n――每日班制 Ni――工業(yè)企業(yè)每班職工人口 數(shù)； qi――職工淋浴用水量定額，Ｌ／（ ）； 一般車(chē)間取 40Ｌ／（ ），高溫車(chē)間取 60Ｌ／（ ） 所以： 職工淋浴用水量： Ⅰ區(qū) : Q3=（ 1200 40% 60+1200 40 60% 30%+1200 70%40 50%+1200 30% 60） /1000= m3/d Ⅱ區(qū) ： Q3=（ 1800 70% 40 30%+1800 30% 60 ）/1000=⑷工業(yè)生產(chǎn)用水量 Q4=q B（ 1n） 吉林化工學(xué)院給水排水工程 10 級(jí)管道工程課程設(shè)計(jì) 8 其中： Q4― — 工業(yè)生產(chǎn)用水量， m３ ／ d； n――工業(yè)用水重復(fù)利用率 B――城市工業(yè)總產(chǎn)值 ， 萬(wàn)元； q――城市萬(wàn)元產(chǎn)值用水量， m３ ／萬(wàn)元 由原始設(shè)計(jì)資料可知，該地區(qū)有 甲，乙，丙 三 座工廠，生產(chǎn)用水分別為3000 m３ ／ d， 1800 m３ ／ d， 2400 m３ ／ d重復(fù)利用率分別為 10%， 15%， 20%則工業(yè)生產(chǎn)用水分別為： 甲 廠： Q4=3000（ 110%） =2700 m３ ／ d 乙 廠： Q4=1800（ 115%） =1530 m３ ／ d 丁 廠： Q4=2400（ 120%） =1920 m３ ／ d ⑸澆灑道路及綠地用水量 根據(jù)設(shè)計(jì)資料可知 Q5=500 m３ ／ d 分兩次澆灑，可取時(shí)間段 910， 1415，相應(yīng)每段的澆灑量為 250 m3。 ⑹火車(chē)站用水量 根據(jù)設(shè)計(jì)資料可知 Q6=600 m３ ／ d ⑺未預(yù)見(jiàn)用水量的計(jì)算 按最高日用水量的 25%算。 最高日的用水量包括居民的生活用水；工業(yè)用水及企業(yè)生活用水；澆灑道路及綠化用水。則未預(yù)見(jiàn)用水總量： Q=（ 321 Q ?? + 4Q + 5Q ） = m3/d 按 24 小時(shí)平均分配得到每小時(shí)的未預(yù)見(jiàn)用水量為 /24=最高日設(shè)計(jì)流量 Qd： Qd ＝（ Q1+Q2+Q3+ Q4+ Q5+ Q6+ Q） ＝ m３ /d 吉林化工學(xué)院給水排水工程 10 級(jí)管道工程課程設(shè)計(jì) 9 第 3 章 管網(wǎng)定線 及水力計(jì)算 管網(wǎng)的布置形式 給水管網(wǎng)布置的要求 給水管網(wǎng)的布置應(yīng)滿(mǎn)足以下要求： ?。喊凑粘鞘幸?guī)劃的平面布置圖布置管網(wǎng)，布置時(shí)應(yīng)考慮給水系統(tǒng)分期建設(shè)的可能，并留有發(fā)展的余地。 ⅱ :管網(wǎng)布置必須保證供水安全可靠，管線布置均勻，當(dāng)局部管 網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)，斷水范圍應(yīng)減到最小。 ⅲ：力求以最短的距離敷設(shè)管線，以降低管網(wǎng)造價(jià)和供水能量費(fèi)用。 給水管網(wǎng)布置的形式： 盡管給水管網(wǎng)有各種各樣的要求，但不外乎最常用的兩種布置形式，即樹(shù)枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀網(wǎng)。樹(shù)枝狀管網(wǎng)一般適用于小城市和小型工礦企業(yè)，這類(lèi)管網(wǎng)每個(gè)管段只有一個(gè)水流方向，計(jì)算方便，節(jié)約管材，但供水安全性差。 環(huán)狀網(wǎng)中，管線連接成環(huán)狀，每個(gè)管段至少有一個(gè)供水方向，供水可靠性好，但管網(wǎng)造價(jià)比較高。它多用于大型城市，大型企業(yè)，斷水影響大的城區(qū)等。 一般來(lái)說(shuō)，在城市建設(shè)的初期，多數(shù)是樹(shù)枝 狀網(wǎng)，以后隨著城市的發(fā)展再建設(shè)環(huán)狀網(wǎng)，實(shí)際上，現(xiàn)有城市的給水管網(wǎng)，一般是將樹(shù)枝網(wǎng)和環(huán)狀網(wǎng)結(jié)合起來(lái)使用的，在城市中心采用環(huán)狀網(wǎng)，邊緣地區(qū)則采用樹(shù)枝狀網(wǎng)。對(duì)供水安全性要求高的地區(qū)也應(yīng)采用環(huán)狀網(wǎng)。 方案的比較 有原始設(shè)計(jì)資料可以知道，本設(shè)計(jì)是為該地區(qū)新建給水系統(tǒng)，由于該城市有兩個(gè)分區(qū)，且有大型的工廠，鐵路從城市中心穿過(guò)，把城市分為一區(qū)和二區(qū)，火車(chē)站位于一區(qū)。為了保證鐵路北側(cè)的街區(qū)的供水安全，以及甲廠和火車(chē)站的用水安全可靠，本設(shè)計(jì)應(yīng)采用環(huán)狀管網(wǎng)布置形式，給水廠設(shè)在河流的上游，且位于二吉林化工學(xué)院給水排水工程 10 級(jí)管道工程課程設(shè)計(jì) 10 區(qū)，城市的兩個(gè)分區(qū) 各有自己的給水環(huán)狀網(wǎng)，從二區(qū)到一區(qū)有兩條主干管橫穿鐵路，為北側(cè)的一區(qū)供水，選用兩條主干管可以保證一區(qū)的供水安全，使事故時(shí)的損失減到最小。 城市管網(wǎng)定線是 指在地形平面圖上確定管線的走向和位置。定線時(shí)一般只限于管網(wǎng)的干管和干管之間的連接管，不包括從干管到用戶(hù)的分配管和街道用戶(hù)的進(jìn)水管。由于給水管線一般敷設(shè)在街道下，就近接入兩側(cè)的用戶(hù)，所以，管網(wǎng)的形狀應(yīng)隨城市的總平面圖而定。 管網(wǎng)定線取決于城市的平面布置，供水區(qū)的地形，街區(qū)和用戶(hù)的分布，特別是大用戶(hù)的位置，河流，鐵路，橋梁的位置等，管網(wǎng)定 線一般遵循以下原則： ⒈沿道路規(guī)劃定線，走直線； ⒉靠近大用戶(hù)，指向大用戶(hù)； ⒊盡量平行敷設(shè)，沿供水方向平行布設(shè)干管，兩條相鄰干管間距一般為 500～800m； ⒋平行干管之間布設(shè)聯(lián)絡(luò)管，聯(lián)絡(luò)管平時(shí)不通水，只有事故時(shí)才采用，起到事故時(shí)輸水的作用，一般間距為 800～ 1000m； 考慮了上述要求，城市管網(wǎng)將是樹(shù)枝管和若干環(huán)組成的環(huán)狀管網(wǎng)，管線大致均勻的分布于整個(gè)城市的給水區(qū)。 給水管網(wǎng)中還必須考慮管線的附屬設(shè)備，如消火栓，閥門(mén)，排氣閥，泄水閥等。一般的，消火栓應(yīng) 120m 設(shè)一個(gè)，經(jīng) 有關(guān)部門(mén)同意，也可適當(dāng)?shù)脑鰷p，閥門(mén)則 800～ 1000m 設(shè)一個(gè)，且不能同時(shí)關(guān)閉 5個(gè)消火栓或閥門(mén)。排氣閥一般設(shè)在標(biāo)高較高的地方，而泄水閥用于事故時(shí)放空管中的水，應(yīng)設(shè)在標(biāo)高較低的地方。 具體定線見(jiàn)給水管網(wǎng)平面布置圖； 沿線流量的計(jì)算 比流量的計(jì)算 比流量是指假想的把除大用戶(hù)之外的水量均勻分布在全部干管的計(jì)算長(zhǎng)度上，吉林化工學(xué)院給水排水工程 10 級(jí)管道工程課程設(shè)計(jì) 11 單位長(zhǎng)度的流量成為比流量。若以 qs 表示比流量，則有： 其中： qs—— 比流量， L/ ； Q—— 管網(wǎng)總用水量 . L/s； ∑ q—— 大用戶(hù)集中用水量 . L/s； ∑ l—— 干管計(jì)算長(zhǎng)度 .m 計(jì)算長(zhǎng)度 不包括穿越廣場(chǎng)，公園等無(wú)建筑物的地區(qū)的管線，單側(cè)供水的管段取實(shí)際長(zhǎng)度的一半。 由設(shè)計(jì)用水量可以知道，該城區(qū)的總用水量為 ，其中大用戶(hù)用水為 L/s，管長(zhǎng)中包括不供水管不計(jì)算管段，計(jì)算長(zhǎng)度為 0，還有單側(cè)供水管，計(jì)算長(zhǎng)度取實(shí)長(zhǎng)的一半 ,其余管段則以實(shí)長(zhǎng)計(jì)算。 由平面布置圖得到： ∑ l=36640m，所以該環(huán)狀網(wǎng)的比流量 為： qs=()/ 36640= L/ 沿線流量的計(jì)算 沿線流量是指供給該管段兩側(cè)的用戶(hù)所需的流量，是比流量與管段長(zhǎng)度的乘積。 由沿線流量定義可以得到： q1=L qs 其中 ： L—— 管段計(jì)算長(zhǎng)度； qs—— 管段 比流量； 計(jì)算得到的沿線流量見(jiàn)附表 31 沿線流量計(jì)算表。 節(jié)點(diǎn)流量的計(jì)算 管網(wǎng)中 任意管段的流量，都由兩部分組成，一部分是沿該管段長(zhǎng)度 L 配水的沿線流量 q1，另一部分則是通過(guò)該管段輸水到以后管段的轉(zhuǎn)輸流量 qt，轉(zhuǎn)輸流量沿線不變，而沿線流量則沿線配水，所以管段中的流量隨水流方向逐漸減小，到管段末端只剩下轉(zhuǎn)輸流量，因此，從管段的起點(diǎn)到終點(diǎn)，管段中的流量是變化l qQqs ????吉林化工學(xué)院給水排水工程 10 級(jí)管道工程課程設(shè)計(jì) 12 的。 按照用水量在全部干管上均勻分配的假定求出沿線流量，只是一種近似的方法，如上面所述，每一管段的沿線流量是沿線分配的。對(duì)于流量變化的管段，難以確定管徑和水頭損失，所以有必要將沿線流量轉(zhuǎn)化為從節(jié)點(diǎn)流出的流量。這樣，沿管線不再有流量流出，即管段中的流量不再沿管線變化，就可根據(jù)該流量確定管徑 。 節(jié)點(diǎn)流量就是假想的把沿線流量折算成管段兩端節(jié)點(diǎn)流出的流量， 節(jié)點(diǎn)流量可按公式計(jì)算 ： q節(jié) = 集中qqL ?? 其中：∑ qL—— 與該節(jié)點(diǎn)相連的管段的沿線流量 . L/s q 集中 —— 該節(jié)點(diǎn)流出的集中流量 . L/s 由上述公式便可計(jì)算出各節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)流量，如節(jié)點(diǎn) 1，與它相連的管段有 1～ 2，1～ 6， 1～ 6， 1～ 2 的沿線流量分別為 ， ，且節(jié)點(diǎn) 1 沒(méi)有集中流出的流量，則節(jié) 點(diǎn) 1的節(jié)點(diǎn)流量為 q7=（ +） /2= L/s 其余節(jié)點(diǎn)方法相同，詳見(jiàn)附表 31 節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算表： 管段初分流量 任一 管段的 計(jì)算流量實(shí)際上包括該管段兩側(cè)的沿線流量和通過(guò)該管段輸送到以后管段的轉(zhuǎn)輸流量，為了初步確定管段的計(jì)算流量，必須按最大時(shí)用水量進(jìn)行流量分配，得出各管段流量后，才能據(jù)此確定管徑和進(jìn)行水力計(jì)算，所以流量分配在管網(wǎng)計(jì)算中是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。 求出節(jié)點(diǎn)流量后，就可以進(jìn)行管網(wǎng)的流量分配，分配到各管段的流量已經(jīng)包括了沿線流量和轉(zhuǎn)輸流量，環(huán)狀 網(wǎng)的流量分配比較復(fù)雜，因?yàn)楦鞴芏蔚牧髁繘](méi)有直接的聯(lián)系，并且在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上連接幾條管段，因此任一節(jié)點(diǎn)的流量包括該節(jié)點(diǎn)流量和流向以及流離該節(jié)點(diǎn)的幾條管段流量。所以環(huán)狀網(wǎng)流量分配時(shí)，由于到任一節(jié)點(diǎn)的水流情況較為復(fù)雜，不能像樹(shù)枝網(wǎng)一樣，對(duì)任一管段得到唯一的流量值。分配時(shí)，必須保證每一節(jié)點(diǎn)的水流連續(xù)性，也就是流向任一節(jié)點(diǎn)的流量必須吉林化工學(xué)院給水排水工程 10 級(jí)管道工程課程設(shè)計(jì) 13 等于流離任一節(jié)點(diǎn)的流量，以滿(mǎn)足節(jié)點(diǎn)流量平衡條件。 用公式可表示為： ∑ qij+ qi=0 其中： ∑ qij—— 從節(jié)點(diǎn) i到節(jié)點(diǎn) j的管段流量， L/s； qi—— 節(jié)點(diǎn) i的節(jié)點(diǎn)流量， L/s； 一般假定流離節(jié)點(diǎn)的流量為正，流向節(jié)點(diǎn)的流量為負(fù)。 流量分配 的原則有： ⑴按照管網(wǎng)的主要供水方向，初擬各管段的水流方向，并確定控制點(diǎn)（最不利點(diǎn)） ⑵從二泵站到控制點(diǎn)間，選定幾條主要的平行干管線，盡可能平均分配流量，并滿(mǎn)足節(jié)點(diǎn)方程。 ⑶連接管中可以分配少部分流量。 ⑷多水源管網(wǎng)，初步確定各水源的供水分界線，從各水源開(kāi)始，尋供水的主流方向，按每一節(jié)點(diǎn)符合節(jié)點(diǎn)方程的條件，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性和安全性，進(jìn)行流量的分配。 環(huán)狀網(wǎng)流量分配后，即可得出各管段的計(jì) 算流量，由此可初步選定管徑。 計(jì)算水頭損失 給水管網(wǎng)任一管段水頭損失為： mnh =il 式中 i— 單位管段長(zhǎng)度的水頭損失，或水力坡度； l— 管段 m， n的長(zhǎng)度， m。 水頭損失結(jié)果見(jiàn)附表 32 管道參數(shù)表： 管網(wǎng)平差 管網(wǎng)水力計(jì)算的目的在于求出各水源點(diǎn)的供水量，各管段的流量，管網(wǎng)平差的目的在于使各環(huán)狀網(wǎng)能夠均勻供水，保證供水的安全可靠，同時(shí)使管網(wǎng)的造價(jià)降到最低。 吉林化工學(xué)院給水排水工程 10 級(jí)管道工程課程設(shè)計(jì) 14 環(huán)狀網(wǎng)的平差采用哈代 羅斯法，并忽略了公共管段傳來(lái)的臨環(huán)的校正流 量對(duì)本環(huán)校正流量的影響，可以簡(jiǎn)化計(jì)算。 管網(wǎng)平差的步驟是首先計(jì)算比流量，沿線流量，節(jié)點(diǎn)流量，然后進(jìn)行流量的初步分配，初步選定流量的方向，一般以順時(shí)針為正，逆時(shí)針為負(fù)，然后可以用經(jīng)濟(jì)流速確定管徑，要求 DN＜ 400mm 時(shí)，流速應(yīng)處于 ～ ，之間，當(dāng)DN≥ 400mm 時(shí)，流速處于 ～ ，這樣就可以查給水排水管材手冊(cè)，確定了 i‰，以及水頭損失，并